KR100983000B1 - 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공시체가 안치되는 공간을 제공하는 일정 크기의 케이싱으로 이루어지며, 내부 온도 조절을 위한 히터 유닛과 냉동 유닛이 구비된 양생 챔버와; 실제 콘크리트 구조체의 온도를 측정하기 위해 콘크리트 구조체에 매립되는 제 1온도감지센서와; 상기 양생 챔버 내부의 온도를 측정하기 위해 양생 챔버에 설치되는 제 2온도감지센서; 및 상기 콘크리트 구조체에 매립된 제 1온도감지센서를 통해 일정 주기로 콘크리트 구조체의 온도값(a)을 인식하기 위한 계측부와, 상기 계측부로부터의 구조체 콘크리트에 대한 온도값(a)을 입력받음과 아울러 상기 양생 챔버측 제 2온도감지센서로부터의 온도값(b)을 입력받아 두 온도값(a, b)을 비교하며, 그 비교한 결과에 따라 상기 히터 유닛과 냉동 유닛에 대한 제어신호를 출력하는 주제어부로 이루어지는 온도 추정 제어 유닛; 및 상기 온도 추종 제어 유닛으로부터 상기 콘크리트 구조물의 온도값(a)과 상기 양생 챔버의 온도값(b)을 입력받아 표시하기 위한 디스플레이부; 및 상기 온도 추종 제어 유닛(10)으로부터 인가되는 제어신호를 입력받아 상기 양생 챔버(10)의 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)의 구동을 제어하는 냉난방 작동 유닛(80)을 포함하는 온도 추종 공시체 양생 장치에 있어서, 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부는 이의 제어에 따라 시스템이 온되면 시간을 카운팅하는 타이머를 더 구비하며, 상기 제 2온도감지센서로부터의 온도값(b)과, 상기 타이머에서 카운팅되는 시간을 이용하여 기설정된 적산 온도 함수에 따라 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 실시간으로 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따르면 적산 온도를 실시간으로 디스플레이함으로써 양생 완료 시간을 정확하게 예측할 수 있으므로, 콘크리트 구조물의 품질에 대한 신뢰성을 확보할 수 있고, 거푸집이나 동바리의 해체 가능 시기를 정확하게 판정하여 공사의 지연을 방지할 수 있다.

콘크리트, 구조체, 공시체, 양생, 적산 온도

Description

적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치{Concrete specimen curing apparatus capable of maturity}

본 발명은, 온도 추종 공시체 양생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 구조체 콘크리트의 온도 조건과 동일한 조건에서 콘크리트 강도 평가용 공시체를 양생하는 과정에서 적산 온도와, 누적 평균온도 및 누적 양생시간을 디스플레이하여 양생 완료 시간을 정확하게 예측할 수 있도록 함으로써, 거푸집이나 동바리의 해체 가능 시기를 정확하게 판정하여 공기 지연을 방지할 수 있는 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치에 관한 것이다.

콘크리트를 타설한 후 실제 구조체 콘크리트의 강도 발현 정도를 측정하는 것은, 양생 기간의 산정(거푸집 및 동바리의 존치 기간 등)이나 구조물의 품질 확인, 그리고 후속 공정의 수행 등을 결정 짓는 매우 중요한 일이다.

건설교통부제정 콘크리트 표준시방서(한국콘크리트학회편저, 1999년, 이하, '콘크리트 표준시방서'라 약칭함)에서는, 콘크리트의 양생이 적당한 지의 여부, 거푸집을 제거할 시기 및 프리스트레스의 도입시기를 정할 경우, 또는 조기에 재하 할 때의 안전여부를 확인하고자 할 경우에는 가능한 현장의 콘크리트와 동일한 상 태로 양생한 공시체를 사용하여 강도를 시험해야 한다(제2장 일반콘크리트)고 규정하고 있는 등, 현장 구조체 콘크리트와 동일한 상태로 양생된 공시체를 사용하도록 규정하고 있다.

또한, 심한 기상작용을 받는 한중콘크리트에 있어서의 양생을 끝낼 시기, 거푸집 및 동바리를 떼어 낼 시기에 대하여도, 현장의 콘크리트와 가급적 동일한 상태에서 양생한 공시체의 강도시험에 의하거나 콘크리트의 적산온도로 추정한 강도에 의해 정하도록 하고 있다.

이와 같이, 구조체 콘크리트의 강도를 평가함에 있어서는, 실제 구조체 콘크리트와 동일한 조건(온도 및 습도)으로 양생한 공시체를 사용하는 방법이 우선됨에도 불구하고, 실제의 건설현장에서는 적용의 편리성, 적절한 시험 장치가 없다는 등의 이유로, 공시체를 시험하는 방법 대신, 대부분이 콘크리트 표준시방서 상에서 제시하고 있는 일반적인 규준에 따라 구조체 콘크리트의 양생시기를 결정하고 있으며, 일부는 구조체 콘크리트 옆에서 양생한 현장봉함양생 공시체를 대상으로 하여 구조체 콘크리트의 강도를 평가하고 있는 실정이다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 실제 구조체 콘크리트의 경우는 건설현장의 다양한 시공여건(콘크리트의 종류, 구조체의 종류와 중요도, 부재의 종류 및 단면 크기, 부재가 받는 하중 등)이나 양생 조건(온도 습도 등의 외부 환경 등)에 따라 강도발현 특성이 매우 다르게 나타나므로, 상기와 같이 각 건설현장의 여건을 고려하지 않고 보편적인 규준을 일률적으로 적용하는 것은, 구조물의 품질에 대한 신뢰성을 떨어뜨리고, 필요 없이 공사 기간을 지연시키게 되는 원인이 되는 것이다.

또한, 상기한 콘크리트 표준시방서에서 규정하고 있는 각종 규준에 대한 평가 항목 중 가장 중요한 콘크리트의 압축강도를 평가하기 위한 공시체는 표준양생(20±3℃) 공시체를 대상으로 하고 있기 때문에, 실제 구조체 콘크리트와 양생 조건(계절별, 일교차별, 지역별, 시공부위 및 단면크기)이 크게 상이하여 강도 평가의 정확성을 기하기 어렵다.

한편, 현장봉함양생의 경우는, 주로 동절기에 시공되는 한중콘크리트만을 대상으로 하고 있으나, 이것 또한 실제 구조체 콘크리트와 크게 상이한 양생 온도 이력을 나타내는 것으로 평가되고 있다.

예를 들면, 외기온이 0℃ 이고, 가로×세로×높이가 0.5×0.5×3.0m인 기둥부재에 콘크리트를 타설하였을 경우, 그에 따른 구조체 콘크리트는, 지름이 10㎝이고, 높이가 20㎝인 강도 평가용 샘플링 공시체에 비해 외기온(0℃)에 도달되는 시간이 많이 늦어지게 된다.

즉, 외기온의 영향을 크게 받는 강도 평가용 샘플링 공시체의 경우에 있어서는, 실제 구조체 콘크리트 보다 매우 낮은 강도 결과를 나타내게 되는 것이다. 그렇게 되면, 구조체 콘크리트의 압축강도가 이미 확보되었음에도 불구하고, 거푸집이나 동바리의 제거 시기가 많이 지연됨으로써, 전체 공사 기간 뿐만 아니라, 총 공사 비용도 증가하게 되는 폐단을 가져온다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 대한민국 특허공개공보 10-2005-0018080호(명칭 : 실제 구조체 콘크리트의 강도 발현 정도에 대응하여 제어되는 온도 추종 공시체 양생 장치)를 개발하여 출원하였다.

도 1에 도시된 바와 같이 실제 구조체 콘크리트의 강도 발현 정도에 대응하여 제어되는 온도 추종 공시체 양생 장치는, 공시체(T)가 안치되는 공간을 제공하는 일정 크기의 케이싱(12)으로 이루어지는 양생 챔버(10)를 구비한다. 단거리에서 장치의 이동을 편리하게 하기 위해서는, 도면에 도시된 것과 같이, 양생 챔버(10)에 바퀴 또는 캐스터(Caster) 등으로 이루어지는 구름수단(14)을 설치하는 것이 바람직하다.

상기한 양생 챔버(10)에는, 챔버 내부의 온도 조절을 위한 히터 유닛(20)과 냉동 유닛(30)이 구비된다. 상기 히터 유닛(20)과 냉동 유닛(30)은, 실제 콘크리트 구조체(2)의 온도와 양생 챔버(10) 내부의 온도를 비교한 결과에 따라 선택적으로 작동하여, 양생 챔버(10) 내부의 온도가 실제 콘크리트 구조체(2)의 온도와 동일하게 유지되도록 하는 기능을 한다.

상기 냉동 유닛(30)은, 그의 열교환부(32)가 상기 양생 챔버(10) 내측에 설치되어 있다. 상기 양생 챔버(10) 내측에는 순환팬(40)이 구비되어 있다. 상기 순환팬(40)의 구동에 의하여 상기 양생 챔버(10)의 내부의 온도 분포를 균일하게 유지할 수 있다.

그리고, 상기 콘크리트 구조체(2)와 양생 챔버(10) 내부의 온도를 측정하기 위하여, 상기 콘크리트 구조체(2)에는 제 1온도감지센서(50)가 매립되고, 상기 양생 챔버(10)에는 또 다른 제 2온도감지센서(52)가 구비된다. 상기 제 1, 2온도감지센서(50, 52)로는 열전대(Thermocouple)를 사용할 수 있다.

한편, 상기 양생 챔버(10)의 온도 제어를 위한 것으로서, 온도 추정 제어 유 닛(60), 디스플레이부(70) 및 냉난방 작동 유닛(80)이 구비된다. 상기 온도 추정 제어 유닛(60)은, 상기 콘크리트 구조체(2)측 온도감지센서(50)로부터 입력되는 콘크리트 구조체의 온도값(a)과, 상기 양생 챔버(10)측 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 양생 챔버(10) 내부의 온도값(b)을 비교하여, 상기 양생 챔버(10) 내부의 온도(양생 온도)를 상기 콘크리트 구조체(2)의 온도와 일치하도록 상기 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)의 구동을 제어한다.

또한, 상기 온도 추종 제어 유닛(60)은, 상기 제 1, 2온도 감지 센서(50, 52)로부터 입력되는 온도 값들을 상기 디스플레이부(70)로 인가하여 표시되도록 함으로써 육안으로도 온도 이력을 비교하여 검토할 수 있도록 한다. 상기 온도 추종 제어 유닛(60)은, 계측부(62)와 주제어부(64)를 포함한다.

상기 계측부(62)는, 상기 콘크리트 구조체(2)에 매립된 제 1온도감지센서(50)로부터 입력되는 온도값을 인식하여 상기 주제어부(64)로 인가함과 아울러, 상기 디스플레이부(70)로 인가하여 표시되도록 한다. 이러한 계측부(62)는 상기 제 1온도감지센서(50)를 통해 일정 주기(초, 분, 시, 일...)로 콘크리트 구조체(2)의 온도를 인식한다.

그리고, 상기 주제어부(64)는, 상기 계측부(62)로부터 인가되는 온도값과, 상기 양생 챔버(10)측 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 온도값을 비교하여, 그에 따른 냉난방 작동 유닛(80)을 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 그 외에 상기 양생 챔버(10)측 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 온도값을 상기 디스플레이부(70)로 출력하여 표시되도록 한다.

상기 디스플레이부(70)는, 상기 온도 추종 제어 유닛(60)으로부터 인가되는 콘크리트 구조물(2)의 온도값 및 양생 챔버(10)의 온도값을 표시한다. 상기 디스플레이부(70)는 제1채널(72)과 제2채널(74)을 포함하며, 그 중 하나에는 상기 콘크리트 구조물(2)의 온도값(a)을 디스플레이 하고, 나머지 하나에는 상기 양생 챔버(10)의 온도값(b)을 디스플레이 하도록 되어 있다.

상기 냉난방 작동 유닛(80)은, 상기 온도 추종 제어 유닛(10)으로부터 인가되는 제어신호를 입력받아 상기 양생 챔버(10)의 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)의 구동을 제어한다. 상기 냉난방 작동 유닛(80)은 상기 히터유닛(20)의 구동을 제어하는 히터 작동부(82)와, 상기 냉동유닛(30)의 구동을 제어하기 위한 냉동기 작동부(84)를 포함한다.

첨부도면 도 2에는, 상기 온도 추종 양생 장치를 사용하여 실제 구조체 콘크리트와 공시체를 양생하는 전체 과정이 순서도로서 도시되어 있다(도 1을 병행 참조한다).

도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 실제 구조체 콘크리트가 시공될 현장으로 온도 추종 양생 장치를 이동시킨 후, 콘크리트 타설이 예정된 부위에 제 1온도 감지 센서(50)를 설치한다(단계 100).

상기 단계(100) 후, 콘크리트를 타설하여 제 1온도 감지 센서(50)가 콘크리트 구조체(2) 내부에 매립되도록 하며, 이와 동시적으로 콘크리트 강도 평가용 공시체(T)를 제작하여 양생 챔버(10) 내부에 투입한다(단계 110). 여기서, 상기 콘크리트 강도 평가용 공시체(T)는 약 6개 정도 제작한다.

이 후, 소정의 기간 동안 상기한 콘크리트 구조체 및 강도 평가용 공시체에 대한 양생을 실시한다(단계 120).

상기 단계(120)에서 양생을 실시하는 도중, 양생 챔버(10) 내부에서 양생 중인 공시체(T)중 하나 내지 두 개를 꺼내, 강도 평가용 공시체(T)에 대한 압축 강도 시험을 실시한다(단계 130).

상기한 강도 평가용 공시체(T)에 대한 압축 강도 시험 결과, 콘크리트 구조물(2)에 대한 목표 강도가 만족되면, 콘크리트 구조체(2)에 대한 양생을 종료하고 거푸집을 제거함과 동시에, 양생 챔버(10) 내부의 강도 평가용 공시체(T)에 대한 양생도 종료한다(단계 150).

상기 단계(130)에서 강도 평가용 공시체(T)에 대한 압축 강도 시험 결과, 콘크리트 구조물(2)에 대한 목표 강도에 미치지 못하면, 콘크리트 구조체(2)의 양생과 강도 평가용 공시체(T)에 대한 양생을 목표 강도를 만족할 때까지 계속적으로 반복수행한다(단계 120).

첨부도면 도 3에는 상기 온도 추종 양생 장치에 의해 실제 구조체 콘크리트의 온도를 추종하여 공시체 양생 장치의 내부 온도를 제어하는 과정이 순서도로서 도시되어 있다.

도 3에 도시된 과정은, 상기 도 2에서 설명한 단계(120), 즉 콘크리트 구조체(2)와 강도 평가용 공시체(2)를 양생하는 온도 추종 제어 유닛(60), 더 자세하게는 주제어부(64)의 구체적인 제어 과정을 나타내고 있다(도 1을 병행 참조한다).

도 3에 도시된 바와 같이, 강도 평가용 공시체(2)의 양생에 있어서는, 먼저 콘크리트 구조체(2)측의 제 1온도감지센서(50)로부터 입력되는 온도값(a)과, 상기 양생 챔버(10)측의 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 온도값(b)을 판독한다(단계 200).

구체적으로, 상기 콘크리트 구조체(2)에 매립된 제 1온도감지센서(50)로부터 인가되는 온도값(a)은 계측부(62)에서 인식되고, 주제어부(64)는 상기 계측부(62)로부터 인가되는 온도값(a)을 판독함과 아울러, 상기 양생 챔버(10)측 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 온도값(b)을 판독한다.

다음, 상기 단계(200)와 같이 콘크리트 구조체(2)와 양생 챔버(10)의 온도값(a, b)을 판독한 후에는, 이들 온도값(a, b)을 디스플레이부(70)로 인가하여 표시되도록 한다(단계 210). 따라서, 공사 감독자는 상기 디스플레이부(70)에 표시되는 양측 온도값(a, b)을 육안으로 비교, 검토할 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 디스플레이부(70)로 인가되는 온도값(a, b)에 있어서, 상기 콘크리트 구조체(2)에 대한 온도값(a)은 상기 계측부(62)로부터 인가되어 채널1(72)에 표시되고, 상기 양생 챔버(10)에 대한 온도값(b)은 상기 주제어부(64)로부터 인가되어 채널2(74)에 표시된다.

상기 단계(210)후에는, 판독된 상기 콘크리트 구조체(2)의 온도값(a)과 양생 챔버(10)의 온도값(b)을 비교한다(단계 220).

상기 온도값(a, b)의 비교에 있어서는, 두 온도값(a, b)의 차(｜a-b｜)가 허용 온도차(t) 이내인가의 여부를 판단한다. 상기 허용 온도차(t)는 콘크리트 구조체(2)의 온도에 대하여 양생 챔버(10)의 온도가 가질 수 있는 허용 온도 범위로서 미리 설정되어 있는 값이다.

상기 단계(220)에 있어서, 상기 두 온도값의 차(｜a-b｜)가 허용 온도차(t) 이내인 경우에는, 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)을 모두 오프(Off)시키는 제어 신호를 출력하여 구동을 멈추도록 한다(단계 230). 구체적으로는, 냉난방 작동유닛(80)으로 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)을 모두 오프(Off)시키라는 제어 신호를 출력한다.

상기 단계(220)에 있어서, 상기 두 온도값의 차(｜a-b｜)가 허용 온도차(t)를 벗어나는 경우에는, 두 온도값(a, b)을 비교한다(단계 240).

만일, 두 온도값 중 a값이 큰 경우에는, 양생 챔버(10) 내부의 온도가 콘크리트 구조체(2)의 양생 온도에 비해 허용범위보다 낮은 것이므로, 히터유닛(20)을 구동시켜 양생 챔버(10)의 온도를 상승시킨다(단계 250). 구체적으로는, 상기 냉난방 작동유닛(80)에 히터유닛(20)의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 것이다.

두 온도값 중 b값이 큰 경우에는, 양생 챔버(10) 내부의 온도가 콘크리트 구조체(2)의 양생 온도에 비해 허용범위보다 높은 것이므로, 냉동유닛(30)을 구동시켜 양생 챔버(10)의 온도를 낮춘다(단계 260). 구체적으로는, 상기 냉난방 작동유닛(80)에 냉동유닛(30)의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 것이다.

이후에는 상기 단계(200)를 반복수행하면서 양생 챔버(30)의 온도를 콘크리트 구조체의 온도와 일치하도록 제어한다.

그러나, 이러한 종래의 실제 구조체 콘크리트의 강도 발현 정도에 대응하여 제어되는 온도 추종 공시체 양생 장치에 따르면 단순히 콘크리트 구조체의 온도 값(a)과 양생 챔버의 온도값(b)만을 디스플레이하고, 이에 따라 양생 챔버의 온도 조건을 조절하기 때문에 적산 온도를 검출하게 위해서는 별도의 관리자가 온도값을 시간마다 체크하여야만 하고, 이를 바탕으로 온도값 평균을 낸 후 이를 바탕으로 수식에 대입하여 계산하여 적산 온도를 검출해야만하는 번거러움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 적산 온도와, 누적 평균온도 및 누적 양생시간을 실시간으로 디스플레이함으로써 양생 완료 시간을 정확하게 예측할 수 있도록 하는 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치를 제공하도록 하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

공시체가 안치되는 공간을 제공하는 일정 크기의 케이싱으로 이루어지며, 내부 온도 조절을 위한 히터 유닛과 냉동 유닛이 구비된 양생 챔버와; 실제 콘크리트 구조체의 온도를 측정하기 위해 콘크리트 구조체에 매립되는 제 1온도감지센서와; 상기 양생 챔버 내부의 온도를 측정하기 위해 양생 챔버에 설치되는 제 2온도감지센서; 및 상기 콘크리트 구조체에 매립된 제 1온도감지센서를 통해 일정 주기로 콘크리트 구조체의 온도값(a)을 인식하기 위한 계측부와, 상기 계측부로부터의 구조체 콘크리트에 대한 온도값(a)을 입력받음과 아울러 상기 양생 챔버측 제 2온도감지센서로부터의 온도값(b)을 입력받아 두 온도값(a, b)을 비교하며, 그 비교한 결 과에 따라 상기 히터 유닛과 냉동 유닛에 대한 제어신호를 출력하는 주제어부로 이루어지는 온도 추정 제어 유닛; 및 상기 온도 추종 제어 유닛으로부터 상기 콘크리트 구조물의 온도값(a)과 상기 양생 챔버의 온도값(b)을 입력받아 표시하기 위한 디스플레이부; 및 상기 온도 추종 제어 유닛(10)으로부터 인가되는 제어신호를 입력받아 상기 양생 챔버(10)의 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)의 구동을 제어하는 냉난방 작동 유닛(80)을 포함하는 온도 추종 공시체 양생 장치에 있어서, 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부는 이의 제어에 따라 시스템이 온되면 시간을 카운팅하는 타이머를 더 구비하며, 상기 제 2온도감지센서로부터의 온도값(b)과, 상기 타이머에서 카운팅되는 시간을 이용하여 기설정된 적산 온도 함수에 따라 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 실시간으로 검출하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부는 시스템이 온된 시점을 기준 시간으로 하고, 기준 시간으로부터 24시간이 경과된 시점을 1일로 설정하여 적산 온도를 검출한다.

여기에서 또한, 상기 디스플레이부는 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부로부터 출력되는 콘크리트 구조물의 온도값(a)을 디스플레이하는 제 1채널과; 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부로부터 출력되는 양생 챔버의 온도값(b)을 디스플레이하는 제 2채널; 및 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부로부터 출력되는 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 디스플레이하는 제 3채널로 이루어진다.

여기에서 또, 상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부는 상기 디스플레이부의 제 3채널을 통해 상기 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 순차적으로 일정 시간동안 디스플레이하거나 또는 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 동시에 디스플레이한다.

이와 같은 본 발명인 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치에 따르면, 적산 온도를 실시간으로 디스플레이함으로써 양생 완료 시간을 정확하게 예측할 수 있으므로, 콘크리트 구조물의 품질에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.

따라서, 본 발명인 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치에 의하여 양생 완료 시간을 정확하게 예측하고, 양생된 시험용 공시체를 통해 임의 재령(1일, 2일, 3일...)에서 압축강도 시험을 실시하게 되면, 실제 구조체 콘크리트의 강도를 보다 정밀하게 평가한 후 후속 공정을 수행할 수 있어, 실제 구조체 콘크리트의 품질에 대한 신뢰성을 확보할 수 있으며, 거푸집이나 동바리의 해체시기를 정확하게 판단할 수 있다.

이하, 첨부된 예시 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치의 구성을 나타낸 구성도이다. 상기 도 4에서 화살표는 신호의 흐름을 나 타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치(100)는, 양생 챔버(10)와, 히터 유닛(20)과, 냉동 유닛(30)과, 순환팬(40)과, 제 1온도감지센서(50)와, 제 2온도감지센서(52)와, 온도 추정 제어 유닛(110)과, 디스플레이부(120) 및 냉난방 작동 유닛(80)으로 이루어진다.

먼저, 양생 챔버(10)와, 히터 유닛(20)과, 냉동 유닛(30)과, 순환팬(40)과, 제 1온도감지센서(50)와, 제 2온도감지센서(52) 및 냉난방 작동 유닛(80)은 종래와 동일한 구성으로 동일 부호를 부여하였고, 그 중복 설명은 생략한다.

그리고, 온도 추정 제어 유닛(110)은 계측부(111)와, 타이머(113)와, 주제어부(115)로 이루어진다.

계측부(111)는 콘크리트 구조체(2)에 매립된 제 1온도감지센서(50)로부터 입력되는 온도값(a)을 인식하여 하기에서 설명할 주제어부(64)로 인가함과 아울러, 하기에서 설명할 디스플레이부(120)로 인가하여 표시되도록 한다. 이러한 계측부(111)는 상기 제 1온도감지센서(50)를 통해 일정 주기(초, 분, 시, 일...)로 콘크리트 구조체(2)의 온도를 인식한다.

타이머(113)는 외부의 제어에 따라 시스템이 온되면 시간을 카운팅하고, 카운팅값을 제공한다.

주제어부(115)는 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 온도값(b)과, 상기 타이머(113)에서 카운팅되는 시간, 즉 카운팅값을 이용하여 하기의 수학식 1과 같 이 기설정된 적산 온도 함수에 따라 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 실시간으로 검출하며, 양생 챔버(10)측 제 2온도감지센서(52)로부터 입력되는 온도값(b)을 디스플레이부(120)로 출력하여 표시되도록 한다. 또한, 주제어부(115)는 디스플레이부(120)의 제 3채널(125)을 통해 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 순차적으로 일정 시간동안 디스플레이한다. 이때, 주제어부(115)는 선택에 따라 디스플레이부(120)의 제 3채널(125)을 통해 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 동시에 디스플레이할 수도 있고, 시스템이 온된 시점을 기준 시간으로 하고, 기준 시간으로부터 24시간이 경과된 시점을 1일로 설정하여 적산 온도를 검출하는 것이 바람직하다.

여기에서, M은 적산 온도(℃·Day)이고, t는 시간이며, θ는 Δt시간중의 콘크리트 온도(℃)이고, A는 정수로서 10℃이며, Δt는 누적 양생시간을 나타낸다.

또한, 디스플레이부(120)는 온도 추종 제어 유닛(110)으로부터 인가되는 콘크리트 구조물(2)의 온도값(a) 및 양생 챔버(10)의 온도값(b) 및 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 디스플레이한다. 본 실시예에 있어서, 상기 디스플레이부(120)는 제1채널(121)과 제2채널(123) 및 제 3채널(125)을 포함하며, 제 1채널(121)은 온도 추종 제어 유닛(110)의 주제어부(115)로부터 출력되는 콘크리트 구조물(2)의 온도값(a)을 디스플레이하고, 제 2채널(123)은 온도 추종 제 어 유닛(110)의 주제어부(115)로부터 출력되는 양생 챔버(10)의 온도값(b)을 디스플레이하며, 제 3채널(125)은 온도 추종 제어 유닛(110)의 주제어부(115)로부터 출력되는 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 디스플레이하도록 되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치의 동작을 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

양생 챔버(10)의 온도값을 조절하는 과정은 종래와 동일하므로, 그 중복 설명은 생략한다.

먼저, 주제어부(115)는 시스템이 온되면(S10), 타이머(113)를 동작시키고(S11), 타이머(113)로부터 카운팅값을 제공받고, 이와 동시에 제 2온도감지센서(52)로부터 온도값(b)을 제공받는다(S12). 이때, 주제어부(115)는 카운팅값을 이용하여 시간마다 온도값을 저장하고(S13), 저장된 온도값의 평균을 계산하여 평균 온도값을 저장한다(S14).

이러한 상태에서 주제어부(115)는 카운팅값, 즉 총 양생시간과 평균 온도값을 상기의 수학식 1에 대입하여 적산 온도(M)를 계산하여 저장하고(S15), 저장된 적산 온도(M)를 디스플레이부(120)의 제 3채널(125)을 통해 디스플레이시킨다(S16). 이때, 주제어부(115)는 적산 온도(M)를 최소 단위인 시간 단위로 계산하는 것이 바람직하나, 선택에 따라 일단위로도 계산할 수 있다.

이와 동시에 주제어부(115)는 상기에서 저장된 평균 온도값인 누적 평균온도(θ)와 총 양생시간인 누적 양생시간(Δt)을 디스플레이부(120)의 제 3채널(125)을 통해 디스플레이시킨다.

한편, 주제어부(115)는 시스템 오프 여부를 확인하여(S17), 시스템이 오프되면 시스템을 종료하고, 시스템이 오프되지 않으면 단계 12(S12)로 리턴되어 이후 동작을 계속해서 수행한다.

따라서, 상기와 같이 양생 챔버의 온도와 양생 시간을 통해 자동으로 적산 온도를 디스플레이하고, 부가적으로 누적 평균온도와 누적 양생시간을 디스플레이함으로써 콘크리트 강도 측정용 공시체 및 콘크리트 구조체의 양생 완료 시간을 정확하게 예측할 수 있다.

도 1은 종래의 실제 구조체 콘크리트의 강도 발현 정도에 대응하여 제어되는 온도 추종 공시체 양생 장치의 구성도,

도 2는 종래 구성에 따라 실제 구조체 콘크리트와 공시체 양생 과정을 설명하기 위한 순서도,

도 3은 종래의 실제 구조체 콘크리트의 강도 발현 정도에 대응하여 제어되는 온도 추종 공시체 양생 장치에 의해 실제 구조체 콘크리트의 온도를 추종하여 공시체 양생 장치의 내부 온도를 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치의 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 실제 콘크리트 구조체 10 : 양생 챔버

20 : 히터 유닛 30 : 냉동 유닛

40 : 순환팬 50, 52 : 제 1, 2온도 감지 센서

60, 110 : 온도 추종 제어 유닛 62, 111 : 계측부

64, 115 : 주제어부 70, 120 : 디스플레이부

80 : 냉난방 작동유닛 113 : 타이머

Claims (4)

1. 공시체가 안치되는 공간을 제공하는 일정 크기의 케이싱으로 이루어지며, 내부 온도 조절을 위한 히터 유닛과 냉동 유닛이 구비된 양생 챔버와; 실제 콘크리트 구조체의 온도를 측정하기 위해 콘크리트 구조체에 매립되는 제 1온도감지센서와; 상기 양생 챔버 내부의 온도를 측정하기 위해 양생 챔버에 설치되는 제 2온도감지센서; 및 상기 콘크리트 구조체에 매립된 제 1온도감지센서를 통해 일정 주기로 콘크리트 구조체의 온도값(a)을 인식하기 위한 계측부와, 상기 계측부로부터의 구조체 콘크리트에 대한 온도값(a)을 입력받음과 아울러 상기 양생 챔버측 제 2온도감지센서로부터의 온도값(b)을 입력받아 두 온도값(a, b)을 비교하며, 그 비교한 결과에 따라 상기 히터 유닛과 냉동 유닛에 대한 제어신호를 출력하는 주제어부로 이루어지는 온도 추정 제어 유닛; 및 상기 온도 추종 제어 유닛으로부터 상기 콘크리트 구조물의 온도값(a)과 상기 양생 챔버의 온도값(b)을 입력받아 표시하기 위한 디스플레이부; 및 상기 온도 추종 제어 유닛(10)으로부터 인가되는 제어신호를 입력받아 상기 양생 챔버(10)의 히터유닛(20)과 냉동유닛(30)의 구동을 제어하는 냉난방 작동 유닛(80)을 포함하는 온도 추종 공시체 양생 장치에 있어서,

   상기 디스플레이부는,

   상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부로부터 출력되는 콘크리트 구조물의 온도값(a)을 디스플레이하는 제 1채널과;

   상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부로부터 출력되는 양생 챔버의 온도값(b)을 디스플레이하는 제 2채널; 및

   상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부로부터 출력되는 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 디스플레이하는 제 3채널로 이루어지며,

   상기 온도 추종 제어 유닛의 주제어부는,

   이의 제어에 따라 시스템이 온되면 시간을 카운팅하는 타이머를 더 구비하고, 시스템이 온되면 상기 타이머를 동작시키고, 상기 타이머로부터 카운팅값을 제공받음과 동시에 상기 제 2온도감지센서로부터 온도값(b)을 제공받아 카운팅값을 이용하여 시간마다 온도값을 저장하고, 저장된 온도값의 평균을 계산하여 평균 온도값(b)을 저장하고, 카운팅값, 즉 총 양생시간과 평균 온도값을 기설정된 적산 온도 함수에 대입하여 시간 단위로 계산하여 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 실시간으로 검출하되, 시스템이 온된 시점을 기준 시간으로 하고, 기준 시간으로부터 24시간이 경과된 시점을 1일로 설정하여 적산 온도(M)를 시간 단위로 검출하며, 상기 디스플레이부의 제 1채널을 통해 콘크리트 구조물의 온도값(a)을 디스플레이하고, 상기 디스플레이부의 제 2채널을 통해 양생 챔버의 온도값(b)을 디스플레이하며, 상기 디스플레이부의 제 3채널을 통해 상기 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 순차적으로 일정 시간동안 디스플레이하거나 또는 적산 온도(M)와, 누적 평균온도(θ) 및 누적 양생시간(Δt)을 동시에 디스플레이하고, 시스템 오프 여부를 확인하여 시스템이 오프되지 않으면 상기 과정을 계속해서 수행하는 것을 특징으로 하는 적산 온도의 디스플레이가 가능한 온도 추종 공시체 양생 장치.
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